Med byggingen av 5G-nettverket er 5G-basestasjonens kostnader svært høye, spesielt siden problemet med stort energiforbruk har vært allment kjent.
I China Mobiles tilfelle, for å støtte en høyhastighets nedkobling, krever dens 2,6 GHz radiofrekvensmodul 64 kanaler og maksimalt 320 watt.
Når det gjelder 5G-mobiltelefoner som kommuniserer med basestasjonen, fordi de er i nær kontakt med menneskekroppen, må bunnlinjen av "strålingsskade" være strengt bevoktet, så overføringskraften er strengt begrenset.
Protokollen begrenser 4G-mobiltelefoners overføringseffekt til maksimalt 23dBm (0,2w).Selv om denne effekten ikke er veldig stor, er frekvensen til 4G mainstream-båndet (FDD 1800MHz) relativt lav, og overføringstapet er relativt lite.Det er ikke noe problem å bruke den.
Men 5G-situasjonen er mer komplisert.
For det første er det vanlige frekvensbåndet til 5G 3,5 GHz, en høy frekvens, større forplantningsbanetap, dårlig penetrasjonsevne, svakere mobiltelefonegenskaper og lav sendeeffekt;derfor er opplinken lett å bli systemflaskehalsen.
For det andre er 5G basert på TDD-modus, og uplink og downlink sendes i tidsdeling.Generelt, for å sikre nedlinkkapasiteten, er allokeringen til tidslukens opplink mindre, omtrent 30 %.Med andre ord, en 5G-telefon i TDD har kun 30 % av tiden til å sende data, noe som reduserer den gjennomsnittlige sendeeffekten ytterligere.
Dessuten er distribusjonsmodellen for 5G fleksibel, og nettverksbyggingen er kompleks.
I NSA-modus sender 5G og 4G data samtidig over en dobbel tilkobling, vanligvis 5G i TDD-modus og 4G i FDD-modus.På denne måten, hva skal mobiltelefonens sendekraft være?
I SA-modus kan 5G bruke TDD eller FDD enkeltbæreroverføring.Og samle bæreren av disse to modusene.I likhet med tilfellet med NSA-modus, trenger mobiltelefonen å overføre data samtidig på to forskjellige frekvensbånd, og TDD og FDD to moduser;hvor mye strøm skal den overføre?
Dessuten, hvor mye skal mobiltelefonen overføre strøm hvis de to TDD-bærerne av 5G er samlet?
3GPP har definert flere effektnivåer for terminalen.
På Sub 6G-spektrum er effektnivå 3 23dBm;effektnivå 2 er 26dBm, og for effektnivå 1 er den teoretiske effekten større, og det er foreløpig ingen definisjon.
På grunn av den høye frekvensen og overføringsegenskapene er forskjellig fra Sub 6G, blir applikasjonsscenarioene mer vurdert i rettstilgang eller bruk av ikke-mobiltelefoner.
Protokollen definerer fire effektnivåer for millimeterbølge, og strålingsindeksen er relativt bred.
For tiden er kommersiell bruk av 5G hovedsakelig basert på mobiltelefonens eMBB-tjeneste i Sub 6G-båndet.Det følgende vil spesifikt fokusere på dette scenariet, rettet mot de vanlige 5G-frekvensbåndene (som FDD n1, N3, N8, TDD n41, n77, N78, etc.).Delt inn i seks typer for å beskrive:
- 5G FDD (SA-modus): maksimal sendeeffekt er nivå 3, som er 23dBm;
- 5G TDD (SA-modus): maksimal sendeeffekt er nivå 2, som er 26dBm;
- 5G FDD +5G TDD CA (SA-modus): maksimal sendeeffekt er nivå 3, som er 23dBm;
- 5G TDD +5G TDD CA (SA-modus): maksimal sendeeffekt er nivå 3, som er 23dBm;
- 4G FDD +5G TDD DC (NSA-modus): maksimal sendeeffekt er nivå 3, som er 23dBm;
- 4G TDD + 5G TDD DC (NSA-modus);Maksimal sendeeffekt definert av R15 er nivå 3, som er 23dBm;og R16-versjonen støtter et maksimalt sendeeffektnivå 2, som er 26dBm
Fra de ovennevnte seks typene kan vi se følgende egenskaper:
Så lenge mobiltelefonen fungerer i FDD-modus, er den maksimale sendeeffekten kun 23dBm, mens i TDD-modus, eller ikke-uavhengig nettverk, 4G og 5G begge er TDD-modus, kan den maksimale sendeeffekten lempes til 26dBm.
Så hvorfor bryr protokoll seg så mye om TDD?
Som vi alle vet, har telekommunikasjonsindustrien alltid hatt forskjellige meninger om elektromagnetisk stråling.Likevel, for sikkerhets skyld, må sendekraften til mobiltelefoner være strengt begrenset.
For tiden har land og organisasjoner etablert relevante helsestandarder for eksponering for elektromagnetisk stråling, som begrenser mobiltelefoners stråling til et lite område.Så lenge mobiltelefonen overholder disse standardene, kan den anses som trygg.
Disse helsestandardene peker alle mot én indikator: SAR, som spesifikt brukes til å måle effekten av nærfeltstråling fra mobiltelefoner og andre bærbare kommunikasjonsenheter.
SAR er et spesifikt absorpsjonsforhold.Det er definert som å måle hastigheten med hvilken energi absorberes per masseenhet av en menneskekropp når den utsettes for et radiofrekvent (RF) elektromagnetisk felt.Det kan også referere til absorpsjon av andre former for energi av vev, inkludert ultralyd.Den er definert som den absorberte effekten per masse vev og har wattenheter per kilogram (W/kg).
Kinas nasjonale standard bygger på europeiske standarder og fastsetter: «Den gjennomsnittlige SAR-verdien på 10 g biologisk i løpet av seks minutter skal ikke overstige 2,0 W/Kg.
Det vil si, og disse standardene evaluerer den gjennomsnittlige mengden elektromagnetisk stråling generert av mobiltelefoner over en stund.Det tillater litt høyere kortsiktig kraft, så lenge gjennomsnittsverdien ikke overstiger standarden.
Hvis maksimal sendeeffekt er 23dBm i TDD- og FDD-modus, sender mobiltelefonen i FDD-modus kontinuerlig strøm.Derimot har mobiltelefonen i TDD-modus kun 30 % sendeeffekt, så den totale TDD-emisjonseffekten er omtrent 5dB mindre enn FDD.
Derfor, for å kompensere TDD-modusens sendeeffekt med 3dB, er det basert på SAR-standarden å justere forskjellen mellom TDD og FDD, og som kan nå 23dBm i gjennomsnitt.
Innleggstid: mai-03-2021